大脑如何关注什么
工作记忆,方便有意识地保存和处理新信息的能力,需要工作。特别是,前额叶皮层的神经元参与一起工作在同步关注我们的思想,我们是否记住一组方向或今晚的特色菜菜单。Picower研究所的一项新研究表明:基于麻省理工学院学习与记忆显示,集中出现。
研究中的关键指标科学报告的可变性是神经元的活动。科学家们普遍同意,更少的变异性活动意味着更多的集中协调任务。措施的变化确实表明,人类和动物集中在工作时减少内存在实验室里游戏。
在2016年和2018年之间的一些研究主要作者米凯尔Lundqvist和文章的第二作者厄尔·k·米勒显示通过直接测量数以百计的神经元和严格建模的伽马频率的节奏前额叶皮层协调的神经表示信息。可以测量的信息表示单个神经元的同步飙升的。的测试频率的节奏,与此同时,实现大脑的操作的信息。米勒的理论被称为“工作记忆2.0”挑战一个神经元维持的长久以来的正统工作记忆信息通过稳定的、持续的活动。旧模式的支持者,从平均测量在相对较少的神经元,使用计算机建模的大脑活动认为减少可变性不能摆脱间歇性爆发的节律性活动。
但是新的研究表明,减少可变性,事实上,出现。
“我们使用实际的前额叶皮层的神经活动记录显示,有节奏的突然减少可变性动物专注于一项任务,”米勒说,Picower麻省理工学院大脑与认知科学系的教授。
“所有的现象我们认为工作记忆很重要,飙升的破裂的γ在做他们应该做什么,”米勒说。“都是变得更加集中,当动物是执行工作记忆任务,自然降低了变异性。它显示了如何将这些新工作记忆的有节奏的元素是完全兼容你的大脑其活动关注手头的任务。”
直接观察
在这项研究中,Lundqvist和团队测量伽马暴和个人数以百计的神经元中神经飙升六个动物玩三个不同工作记忆游戏。他们还分析了多少,从审判审判活动多样,使用计算称为“范诺因素。”
动物通过每个任务进行,伽马暴和飙升的利率显示明显的差异从基线期,符合他们被要求任务的调制。例如,在一个任务会暂时性的峰值随着每一项被记住了,然后再当动物的记忆测试。
虽然活动显然是调制的任务,所以是审判的可变性的审判。在每个任务中,他们发现可变性最高任务开始前“基线”条件的动物可以思考任何他们想要的。但是一旦动物不得不再次关注任务,他们的伽马暴激增和神经变得更加类似于它被最后一次或下次任务。此外,减少可变性也紧密跟踪任务的关键时刻(如表示要记住的东西)。
“我们的发现表明,有人口爆炸事件由各种认知线程,“Lundqvist说,前博士后在米勒的实验室现在是一个主要在斯德哥尔摩卡罗林斯卡医学院的研究员。“我们专注于特定的任务,人口事件相关的其他认知线程安静下来。因此,单神经元飙升更由特定的任务。”
减少变化不仅是真的,而且在空间。激增的前额叶皮层区域进行伽马暴和代表任务信息显示更大的可变性比地区的减少并不代表任务信息。
仿真表明因果关系
而直接测量显示减少变化符合任务要求集中思考,该小组还研究降低峰值变化是否降低γ破裂变异的结果。
使用测量伽马暴和可变性,他们玩模拟飙升的变化(例如飙升的速度),是否降低γ突然变化必然导致变异大幅减少。
“我们使用一个简单的模型,我们给了两个截然不同的神经元发射率取决于是否有目前正在进行伽马破裂事件,“Lundqvist说。“那只是基于记录伽马破裂事件的时机我们成千上万的高峰列车。这些人造高峰列车有非常相似的可变性的最初记录的变化。这表明,参与人口事件很大程度上减少开车。”
,科学家们说,他们发现变异性降低工作记忆任务的要求和指导下爆发的时机和位置γ的节奏。
“我们发现任务相关的调制脉冲的飙升和伽马力量在工作记忆任务导致cross-trial减少神经活动的变化,”作者写道。“进一步减少我们发现直接关系的可变性γ破裂和飙升的减少可变性。他们都跟“时间和空间”。
